把“煤礦采空區(qū)”變成“天然凈水廠”
神東大柳塔煤礦井下水循環(huán)累計(jì)創(chuàng)效2300萬元
2012-08-06   作者:陳遙  趙鵬  來源:經(jīng)濟(jì)參考報(bào)
 
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    神華神東煤炭集團(tuán)大柳塔煤礦近年來致力于井下水資源綜合利用開發(fā)和應(yīng)用,獨(dú)創(chuàng)采空區(qū)凈水技術(shù)、鄰近煤層鉆孔自流供水系統(tǒng)以及采空區(qū)自流泄放排水系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了井下水立體循環(huán),不僅解決了煤礦水患問題,而且每年節(jié)約污水處理費(fèi)用近400萬元,累計(jì)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益突破2300萬元。
  “所謂井下水立體循環(huán),簡(jiǎn)單說就是把井下采空區(qū)變成天然凈水廠!辈煽諈^(qū)凈水技術(shù)研發(fā)人、大柳塔煤礦總工程師陳蘇社介紹說,“我們將井下排水注入采空區(qū)地勢(shì)高處引導(dǎo)其自流,由于采空區(qū)的矸石具有過濾、吸附凈化污水的作用,水流經(jīng)過濾、沉淀、吸附與離子交換和自生礦物等物理化學(xué)作用達(dá)到凈化效果,在地勢(shì)低處進(jìn)行收集供井下工作面生產(chǎn)及地面的生產(chǎn)、生活使用。”
  據(jù)了解,在煤礦井下生產(chǎn)過程中,一方面會(huì)引起圍巖含水涌出,另一方面會(huì)產(chǎn)生生產(chǎn)污水。為了循環(huán)利用這些排水,傳統(tǒng)方法是將排水輸送到地面污水廠經(jīng)過混凝、沉淀、過濾、消毒等工藝凈化再利用。
  “建一個(gè)污水處理廠,要建廠房、買設(shè)備,采購工業(yè)原料,不僅資金投入大,而且建設(shè)周期長(zhǎng),同時(shí)水處理的成本也高,特別是隨著礦井開采和煤炭產(chǎn)能的增加,污水處理能力有時(shí)還跟不上生產(chǎn)!贝罅旱V總工程師陳蘇社介紹說,“由此大柳塔煤礦從1998年開始探索井下采空區(qū)凈水技術(shù)!
  這種采空區(qū)凈化水循環(huán)技術(shù),最初在大柳塔煤礦1-2煤和2-2煤層中使用。2-2煤采掘工作面的污水,通過管道直接注入已開采的2-2煤四盤區(qū)、老六盤區(qū)以及六盤區(qū)采空區(qū),經(jīng)采空區(qū)凈化后的清水再次供生產(chǎn)使用。通過采空區(qū)凈化后的水,水質(zhì)檢驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),大大降低了井下污水的地面排放量。
  據(jù)介紹,2011年9月,2-2煤的下層煤5-2煤即將投產(chǎn)。陳蘇社考慮到兩層煤之間僅存在150多米的層間距離,如果選擇合適的位置將兩層煤通過鉆孔連接,便可將5-2煤的污水通過泵排到2-2煤進(jìn)入其采空區(qū)水循環(huán)系統(tǒng),凈化后的清水可再利用兩層煤之間高程落差,通過鉆孔自流回5-2煤供生產(chǎn)使用。
  “但是,155米深的垂直鉆孔在大柳塔煤礦還是第一次施工,能否保證順利貫通是本方案最大的難點(diǎn)!标愄K社說,“我們?yōu)榇朔磸?fù)研究設(shè)計(jì)圖,經(jīng)過精準(zhǔn)的計(jì)算終于找到了最佳的鉆孔點(diǎn),拿出了設(shè)計(jì)方案。經(jīng)過3個(gè)月施工,圓滿解決了因污水廠擴(kuò)建不能按期完成而導(dǎo)致5-2煤首采面不能按期投產(chǎn)的實(shí)際問題,保證了52304綜采工作面按期安全投產(chǎn)!
  其實(shí),該方案的另一項(xiàng)突破是設(shè)計(jì)實(shí)施采空區(qū)自流泄放排水系統(tǒng)。大柳塔煤礦井下采空區(qū)積水區(qū)域共11處,積水量達(dá)257.2萬立方米,因采空區(qū)儲(chǔ)水空間有限,大量積水的存在必然導(dǎo)致采空區(qū)內(nèi)水位水壓的上升,有可能造成淹井事故的發(fā)生。傳統(tǒng)措施是地面打孔安裝強(qiáng)制排水設(shè)施進(jìn)行排放來降低水位,耗時(shí)耗力費(fèi)用高。陳蘇社通過打通一條3米巷道,將六盤區(qū)的涌水通過引導(dǎo)自流疏散到四盤區(qū)采空區(qū)內(nèi)進(jìn)入采空區(qū)凈水,無需通過強(qiáng)排到地面。不僅防止了透水事故發(fā)生,還節(jié)約了資金,創(chuàng)造出巨大經(jīng)濟(jì)效益。
  中國(guó)礦業(yè)大學(xué)的一位教授在大柳塔煤礦井下現(xiàn)場(chǎng)考察后說,大柳塔煤礦采空區(qū)凈水技術(shù)、鄰近煤層鉆孔自流供水系統(tǒng)以及采空區(qū)自流泄放排水系統(tǒng),基本解決了該礦煤炭生產(chǎn)中供水、排水、污水處理以及防治水災(zāi)問題,實(shí)現(xiàn)了大柳塔煤礦水資源良性立體循環(huán),不僅創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益,還為我國(guó)煤炭井下水綜合利用和保水開采探索提供了新思路。
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